O efektivním provozu BPS rozhoduje i použitý substrát

V posledních zhruba dvaceti letech se stává nejen módou, nýbrž i nutností využívání obnovitelných zdrojů energie, mezi něž patří i biomasa k výrobě bioplynu. Ale i využití biomasy má svoje zákonitosti a limity. Základním omezujícím faktorem je výměra zemědělské půdy na Zemi. Potraviny, krmiva a biomasa musí být produkovány udržitelným způsobem z omezené výměry zemědělské půdy, přičemž přednost budou mít vždy potraviny a krmiva.

Osevní postupy, do nichž budou zařazovány energetické plodiny, musí zaručovat systém udržitelného střídání plodin a měly by alespoň částečně eliminovat výkyvy klimatu. Jako velmi perspektivní se ukazuje vytvoření integrovaných systémů střídání plodin přizpůsobených místním podmínkám. Snahou při využití biomasy v nedaleké budoucnosti bude tzv. kaskádovité využití surovin, tzn. využití nejprve v potravinářství a teprve nevhodnou biomasu zpracovat např. v bioplynových stanicích (BPS). V neposlední řadě bude sílit tlak na zvýšení celkové produkce energie ze zemědělské biomasy, aniž by byla ohrožena potravinová bezpečnost.

Na druhou stranu je třeba vidět, že kupř. v České republice se dnes obejdeme při výrobě potravin bez 600 tis. ha zemědělské půdy, která fakticky nepřináší žádnou produkci. Proto eventuální vyřazení asi 600 000 ha zemědělské půdy z produkce potravin nijak neohro­žuje naši potravinovou bezpečnost.

Bioplynové stanice poskytují, oproti fotovoltaickým a větrným elektrárnám, stabilní výkon bez ohledu na roční či denní dobu. Proto jako předvídatelný zdroj elektrické energie mohou být bez větších problémů zapojeny do energetické koncepce státu a navíc je možné jejich flexibilní využití v energetických špičkách.

Aby byly výše zmíněné výhody bioplynových stanic plně využity, jsou nezbytné kvalitní substráty, jimiž jsou bioplynové stanice krmeny. Mezi substráty hraje prim kukuřičná siláž a doplňkově se využívají také siláže travní, z ozimého žita a čiroku.

Požadavky na kukuřičnou siláž pro bioplynové stanice jsou diametrálně odlišné od požadavků na siláž pro dojnice, anebo výkrm skotu. Proto v roce 2001 společnost KWS jako první světová šlechtitelská firma dospěla k závěru, že bude nezbytné vyhovět požadavkům bioplynových stanic a zahájila vývoj a šlechtění energetických hybridů kukuřice. Šlechtění se ubírá cestou zvyšování výnosu sušiny z 1 ha. Výnos sušiny z 1 ha u energetických hybridů bývá vyšší o 2–5 t a dosahuje 22–25 t sušiny z 1 ha v porovnání s typickými silážními hybridy, jejichž výnosový potenciál je 17–20 t sušiny z 1 ha.

Dalším důležitým parametrem pro bezvadný provoz bioplynové stanice je tzv. specifická výtěžnost metanu v m3 z 1 t sušiny. Kvalitní bioplynové hybridy v současnost poskytují 350–380 m3 metanu z 1 t sušiny, kdežto silážní hybridy určené ke krmení skotu mají výtěžnost metanu z 1 t sušiny většinou do 350 m3. Rozdíl ve výtěžnosti metanu 1500–2500 m3 ve prospěch energetických hybridů je významným ekonomickým argumentem.

Provoz a ekonomiku bioplynové stanice neovlivňuje jen kvalita vstupního substrátu, nýbrž také náklad na jednotku produkce. Průměrné náklady na pěstování 1 ha kukuřice dle Agrární komory ČR v roce 2011 dosahovaly 20 486 Kč. Jak co nejlépe zhodnotit vynaložené náklady prostřednictvím substrátu pro bioplynové stanice ukazují tabulky 1 a 2.

 

Tab. 1 – Ekonomika výroby kukuřičné siláže pro bioplynové stanice

Výnos původní hmoty (t/ha)

Výnos sušiny při 33 % sušiny (t/ha)

Náklady na 1 t siláže při sklizňové sušině

Náklady na 1 tunu sušiny

40

13

512

1 552

50

17

410

1 242

60

20

341

1 035

70

23

293

887

80

26

256

776

90

30

228

690

 

Tab. 2 – Vliv obsahu sušiny na výnos sušiny z 1 ha při výnose 60 t hmoty v zeleném

Obsah

sušiny

%

 

Výnos sušiny

t/ha

Výtěžek bioplynu

m3/ha

Výtěžek metanu

m3/ha (při 53 % CH4)

Výroba el.energie

kWh/ha

 
 

28

16,8

10 584

5 610

18 511

 

30

18,0

11 340

6 010

19 834

 

31

18,6

11 718

6 211

20 495

 

32

19,2

12 096

6 411

21 156

 

33

19,8

12  474

6 611

21 817

 

 

Kukuřice jako substrát pro bioplynové stanice bude sehrávat klíčovou roli. To ovšem nijak nevylučuje, aby byla doplňována i dalšími substráty. Pro kukuřici je na českých polích dostatek prostoru a ani aplikace nových pravidel GAEC 2 jejímu pěstování nestojí v cestě.

Energetická kukuřice z 1 ha vyprodukuje 6x více energie ve formě metanu, než se v podobě vstupů investuje. Je to vůbec jeden z nejefektivnějších obnovitelných zdrojů založený na využití biomasy.

Někteří analytici straší obyvatelstvo, že bioplynové stanice jsou nevhodným konkurentem vůči potravinám a vyslovují názory, že bioplynové stanice odstartují zdražování elektrické energie. Energetická kukuřice je velká příležitost, ale nelze ji brát lehkomyslně do rukou, aniž by byla současně s tím plně pochopena zodpovědnost při jejím pěstování nejen vůči půdě a životnímu prostředí, nýbrž také vůči sousedům a mezilidským vztahům. Jen tak z ní bude vítaný zdroj obnovitelné energie a dostane se ji místo, které jí přináleží.*

Redakčně kráceno.

Celý článek je uveřejněn v časopise Alternativní energie č. 1/2014.

Autor: Ing. Karel Prokeš, Ph.D., jednatel společnosti KWS OSIVA, s. r. o.

 

Obrázek:

Typický porost energetické kukuřice. Foto Karel Prokeš

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *